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讨论:
在这项研究中,我们发现模式生物衣藻的光合作用培养物能够产生足够的JD足球反波胆APP下载气,以满足网络活性脑皮质组织切片的高代谢需求,而且不会产生任何中期毒性效应。这一新颖的发现表明了光合作用策略对挽救无血管脑组织的可行性,并扩展了之前的研究,表明微藻和蓝藻的光合成作用具有支持无血管皮肤和心肌JD足球反波胆APP下载合的潜力。我们的概念验证研究支持了光合作用的另一种应用,值得考虑和进一步研究,将其作为缺JD足球反波胆APP下载性脑病的一种可能治疗策略。
在这项研究中测试了由于长时间暴露于藻类环境而导致阴性后遗症的可能性长达5小时。此处使用的急性皮质切片的寿命有限,由于有机组织变性的可能性,因此不考虑超过5小时的测试。虽然我们没有直接研究神经炎症或免疫反应,但我们没有发现藻类毒性的电生理学证据--这支持了之前所有的大鼠和小鼠体内模型,这些模型显示组织-藻类共生没有免疫或毒性反应。事实上,与对照组相比,我们发现5小时后,尽管aCSF中的JD足球反波胆APP下载含量仅略有升高(可以忽略不计),但培养物中的网络活动却更强了。据推测,即使组织中JD足球反波胆APP下载气的升高幅度很小,也是有益的,而且/或者藻类可以通过独立于JD足球反波胆APP下载气的其他机制支持组织的活力。总之,这些结果表明,内源性皮质抗JD足球反波胆APP下载化活性足以减轻光合作用过程中活性JD足球反波胆APP下载(ROS)产生的潜在负面后遗症,至少在中期是这样。
不过,我们也不能排除长期暴露会产生毒性效应的可能性,这可能是细胞外电子传递或叶绿素分解过程中释放出动力学不稳定的单线态JD足球反波胆APP下载造成的。优化光照强度、光合作用速率和照射时间,防止ROS活动对组织造成损害,将是这一生物技术成功转化为体内应用的重要先决条件。此外,还应考虑选择性能更好、ROS生成量更低的物种,以及清除ROS的可能性。最终,生物技术的进步可能会通过开发合成的、功能隔离的叶绿体来规避上述许多问题,这些叶绿体可以进行调整,以便在体内应用。
大脑皮层切片已被广泛用于研究正常和疾病状态下的神经生理学,其优点是可以在保留复杂网络结构的制备过程中精确控制实验条件。然而,这些优点必须与将体外研究结果推断为整个动物所面临的挑战相平衡。因此,本研究的结果应被视为概念验证。显然,要在体内成功应用于大脑,还需要克服几个障碍--包括通过头骨的深度输送途径和光合作用激活。这些都将是未来体外和体内研究的课题。脑脊液是一种非血液溶液,与中枢神经系统的细胞外空间处于平衡状态。这种给药方法已在中枢神经系统缺血性损伤的动物模型中显示出前景,尽管尚未用于临床实践,但通过脑室-腰椎灌注至少24小时对人体是可行和安全的。最长24小时是中风后抢救缺血性神经元的关键治疗窗口期。由于脑室-腰椎灌注利用了流入和流出端口,因此具有额外的优势,即可以通过输送速率和重新引入无藻脑脊液来控制暴露。此外,脑脊液中含有的小胶质细胞极少,从而最大限度地降低了藻类分解的可能性以及与叶绿素降解相关的潜在ROS释放。
令人鼓舞的是,最近的一项研究表明,在红光刺激下,成功地将"隐身"的褐藻通过静脉注射引入活体小鼠体内,以补充肿瘤组织的JD足球反波胆APP下载气产生。重要的是,远红外线和近红外线(NIR)波长比可见红光具有更强的组织穿透力--穿透头骨和软组织的深度可达3厘米。因此,未来的研究将致力于测试适应吸收近红外光的物种,如含有叶绿素d的Acaryochloris。有趣的是,近红外脑部光刺激已被提议作为多种脑部疾病的独立疗法,包括中风、创伤性脑损伤和帕金森病,据认为可刺激线粒体功能和血源性生长因子的产生。因此,使用近红外波长来刺激藻类的光合作用还能提高线粒体的效率。
JD足球反波胆APP下载气水平呈特征性深度分布,在切片上方约1.5毫米处达到峰值,在切片上表面附近降至最低。在切片中部测得的平均JD足球反波胆APP下载含量分别为6.9毫克/升(常规JD足球反波胆APP下载合)和10.3毫克/升(光合JD足球反波胆APP下载合),相当于118毫米汞柱和177毫米汞柱。这些数值超过了维持正常神经元活动的预期体内水平,但低于报告的300mmHg体外要求。造成这种情况的原因是本研究采用的灌注系统的设计,它将含JD足球反波胆APP下载的aCSF直接输送到切片的下表面。因此,上表面的含JD足球反波胆APP下载量相对较低--这也解释了为什么在切片的上半部分记录到的含JD足球反波胆APP下载量较低的非对称JD足球反波胆APP下载曲线。虽然严格来说,这是一种将JD足球反波胆APP下载气最大限度地输送到组织的次优配置,但对于本研究的主要目的来说,这并不重要,本研究的主要目的是使用其他类似的方法对JD足球反波胆APP下载合模式进行比较。
总之,这项研究证明了利用光合作用减轻因血管闭塞造成的脑缺JD足球反波胆APP下载影响的可行性,值得在动物模型中对近红外敏感的藻类物种进行进一步研究。